Tek motorlu çift eksenli güneş takip sistemi tasarımı

Güneş enerji sistemleri, yenilenebilir enerji kaynakları arasında en çok tercih edilen ve dünya çapında büyük finansal yatırımları çeken temiz enerji kaynaklarıdır. Teknolojinin gelişmesiyle artan küresel enerji talebini karşılamak ve fosil yakıtlardan kaynaklanan karbon emisyon miktarını azaltmak için güneş enerjisi sistemlerinin verimliliğinin artırılması gerekmektedir. Güneş enerji sistemlerinde enerji hasadını ve verimliliği artırmanın en etkili yollarından biri sabit güneş sistemleri yerine güneş takip sistemleri kullanmaktır. Gün boyunca güneşi takip ederek panellere gelen radyasyon miktarını maksimum düzeye çıkaran güneş takip sistemleri, ortalama %30-40 daha fazla elektrik enerjisi üretimi sağlamaktadır. Ancak, geleneksel güneş takip sistemleri, yüksek ilk yatırım maliyetleri ve ekstra bileşen gereksinimleri nedeniyle ticari olarak tercih edilmemektedir. Güneş takip sistemlerinin yaygın bir şekilde kullanılması, bu sistemlerin basitleştirilmesine, maliyetinin düşürülmesine ve üretim kolaylığına bağlıdır. Bu tez çalışmasında sunulan TST, güneş takip sistemlerine yeni bir yaklaşım getirmekte ve asimetrik bir stant ile güneş takip sisteminin tek eksen hareketi ile güneşin iki eksende izlenebileceğini ortaya koymaktadır. TST, asimetrik stant yapısı nedeniyle gün boyunca çift eksende güneşi takip ederek sabah doğuya, öğlen güneye, öğleden sonra batıya bakmaktadır. TST, geleneksel takip sistemlerinden daha basit bir yapıya sahiptir. Bu nedenle TST'nin yatırım ve işletme maliyetleri neredeyse sabit güneş enerjisi sistemleri kadar düşüktür. Geleneksel çift eksenli güneş takip sistemleri, rüzgâr ve buz yüklerine dayanacak ağır metal yapılar ve beton temeller gerektirir. Ancak TST'nin asimetrik ayağı, DC motor yardımıyla zemin yüzeyine farklı açılarda ve konumlarda güvenli bir şekilde yerleşebilir. TST beton ve ağır metal yapılar gerektirmediği için ilk kurulumu diğer güneş takip sistemlerine göre daha kolay ve ucuzdur. Günümüzde güneş takip sistemleri sensörsüz olarak tasarlanmakta ve bu sistemler tarih ve saat bilgilerini kullanarak güneşi takip etmektedir. Sensörsüz güneş takip sistemleri, daha az teknik arızaya sahip oldukları ve daha az ekipman gerektirdiği için sensörlü güneş takip cihazlarına göre daha ucuz ve verimlidir. TST'nin güneş takip yöntemi geleneksel takip sistemlerinden farklı olduğu için TST'nin optimum eğim ve azimut açıları için yeni hesaplamalar ve testler gerekmektedir. Bu çalışmada, TST'nin yeni bir güneş izleme yöntemine sahip olması ve maksimum hasat edilen elektrik gücü için daha önce test edilmiş bir veri olmaması nedeniyle TST, LDR sensörleri kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan TST'nin performansı farklı hava koşulları altında sabit güneş paneli ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak TST, PV panellerin ürettiği elektrik enerjisini, sabit panellere kıyasla %25 ile %38 arasında artırmıştır. Bu çalışma, TST'nin yüksek enerji verimliliği, basit yapısı ve düşük maliyeti gibi çeşitli avantajları nedeniyle sabit güneş sistemlerinin yerini alma potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir.